姚丹陽

（河北省塞罕壩機械林場，河北 圍場 068466）

塞罕壩華北落葉松人工林初植密度對生產(chǎn)力的影響研究

姚丹陽

（河北省塞罕壩機械林場，河北 圍場 068466）

該文以塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林為研究對象，分析初植密度為3330株/hm2與初植密度為4995株/hm2的人工林生產(chǎn)力。結(jié)果表明：初植密度為3330株/hm2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分5～10a總生物量變動于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2之間，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

華北落葉松；人工林；初植密度；生產(chǎn)力；塞罕壩機械林場

林分密度對林木生長指標影響較大，其影響貫穿于整個林木生長培育過程中，它最適宜于人工調(diào)控[1]。華北落葉松的生長發(fā)育規(guī)律與林分的初植密度有很大的關(guān)系，分析不同初植密度對林木生長進程的影響，對其進行營林生產(chǎn)的密度控制具有指導意義。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

塞罕壩機械林場位于河北省圍場滿族蒙古族自治縣北部，地處河北省最北端，屬內(nèi)蒙古高原的南緣山地，整個地勢分壩上和壩下兩大類，是河北省的一個大面積人工用材林基地。東西65.6km，南北58.6km，海拔1010～1939.6m。地理坐標為東經(jīng)116°51′～117°39′，北緯42°02′～42°36′。塞罕壩機械林場屬寒溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫-1℃，極端最高溫33.4℃，極端最低溫-43.2℃。無霜期短，不穩(wěn)定，年均67d。年均日照2367.8h，高于 10℃的年積溫 1663.5℃。年均降水量530.9mm，6～8月份降水量占年降水量的67.6%。年均蒸發(fā)量1388mm，是降水量的2.6倍。土壤以灰色森林土為主，土層厚度50cm左右，腐殖質(zhì)層厚3cm左右。

試驗地、對照地選擇在塞罕壩機械林場陰河分場的前曼甸營林區(qū)，海拔1650～1830m，年均氣溫-1.5℃，年均降水量433mm。晝夜溫差大，降水少，蒸發(fā)量大，無霜期60d，土壤為暗灰色森林土。這些林分全部為人工落葉松純林，在地理上具有顯著的塞罕壩地形特點和人工林分布特點，林相整齊，易于作業(yè)，便于管理。

1.2試驗方法

1.2.1常規(guī)測定

在塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)，選擇坡度平緩、生長在灰色森林土上有代表性的華北落葉松人工林（林齡10a），在具有代表性、生長正常林分中，2種初植密度分別為3330株/ hm2、4995株/hm2，每種密度設置3個重復，計6塊樣地。

在標準地內(nèi)對所有喬木進行每木檢尺，詳細記錄每株樹的胸徑、樹高、冠幅等生長因子以及坡度、坡向、海拔等立地因子（見表1），然后根據(jù)實際情況在樣地內(nèi)總共選取33株生長正常、無病蟲害、不斷梢的平均木作為解析木，伐倒后測帶皮胸徑、去皮胸徑、皮厚，用1m為截取段測帶皮材積和去皮材積，利用所測解析木資料，分別按年齡統(tǒng)計，計算胸徑的連年生長量，對其進行生長過程分析[2-3]。

表1　標準地調(diào)查因子概況

1.2.2喬木層生物量的估測

本研究根據(jù)劉志剛[4]（1992）探討的壩上華北落葉松生物量方程進行預估陰河林場華北落葉松人工林喬木層生物量（見表2）。

表2　華北落葉松單木生物量方程參數(shù)（劉志剛，1992）kg，m2

1.2.3喬木層碳儲量的計算

本文采用馬欽彥[5]（2002）通過干燒法研究的華北落葉松各組分的含碳率（見表3），通過生物量進行換算得到各組分的碳貯量。

表3　華北落葉松各組分的含碳率/%

1.2.4喬木層生產(chǎn)力的計算

采用年平均凈生產(chǎn)量作為生產(chǎn)力的估測指標（葉鏡中[6]，1983），公式如下：NPP=W/a

式中：NPP為年平均凈生產(chǎn)量，W為林分或器官生物量，a為林分或器官年齡。文中樹干、樹皮、樹根的年齡取林分年齡。

2　結(jié)果與分析

2.1不同初植密度條件下林木生長動態(tài)分析

根據(jù)陰河林場的實際營林生產(chǎn)情況，初植密度有兩種3330株/hm2和4995株/hm2，對這兩種初植密度以及年齡都為10a的林分進行每木檢尺，并對平均木樹干解析，得出華北落葉松人工林10a生胸徑、樹高、材積的總生長量、連年及平均生長量（見表4、表5）。

表4　華北落葉松樹干生長過程（初植密度3330株/hm2、林齡10a）

表5　華北落葉松樹干生長過程（初植密度4995株/hm2、林齡10a）

通過表4可看出，初植密度為3330株/hm2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為6cm，樹高為6.4m，在第5年時，胸徑的平均生長量及連年生長量都為0.24cm，第10年時胸徑的平均生長量為0.54cm，連年生長量為0.84cm，與第5年相比，有顯著增大；樹高的平均生長量及連年生長量在第5、10年時變化較??；由于林分處于幼齡階段，隨著年齡的增大，胸徑、樹高、材積有增大的趨勢。初植密度為4995株/hm2，林齡為10a的華北落葉松人工林胸徑為5.3cm，樹高為5m（表5），與初植密度為3330株/hm2相比，胸徑、樹高有所降低，胸徑以及樹高的平均生長量、連年生長量也有所降低；通過比較分析，初植密度影響林木的生長，通過合理密植以及適當?shù)恼{(diào)節(jié)林分密度，保持良好的經(jīng)營密度，能夠使林分得到充分的生長發(fā)育。

2.2不同初植密度對林分生物量的影響

兩種密度相比，3330株/hm2林分總生物量以及各組分生物量比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分5～10a總生物量變動于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2之間，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大（表6）。

林分各組分生物量所占的比例：樹干生物量所占比例在50%左右，樹皮、樹根所占比例在15%左右，樹葉所占的比例最小，樹干生物量所占的比例最大（表7）。

表6　不同年齡華北落葉松人工林的生物量

表7　各組分生物量與總生物量之比

3.3不同初植密度對林分碳儲量的影響

林分密度是影響林木生長的主要因素，初植密度不同，林木的生長發(fā)育不同，對有限的營養(yǎng)空間的競爭隨之不同，林木進行光合作用、呼吸作用的能力也因初植密度的不同而發(fā)生變化。通過表8可看出，初植密度為3330株/hm2，林齡為10a，還處于幼齡期的華北落葉松人工林，樹干的含碳量為3.75t/hm2，其次是樹根1.20t/hm2；初植密度3330株/hm2的林分各組分含碳量均大于初植密度為4995株/hm2的含碳量。

表8　華北落葉松各組分的含碳量/t·hm-2

3.4不同初植密度對林木生長的影響

初植密度對林木生長指標影響很大，影響林木生物量的積累，從而影響林分的生產(chǎn)力。初植密度3330株/hm2，林齡10a的華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.44t/hm2·a，其中樹干生產(chǎn)力為0.75t/hm2·a，樹皮生產(chǎn)力為0.21t/hm2·a，樹根生產(chǎn)力為0.22t/hm2·a。

初植密度4995株/hm2的華北落葉松人工林平均生產(chǎn)力為1.24t/hm2·a，其中樹干生產(chǎn)力為0.68t/hm2·a，樹皮生產(chǎn)力為0.18t/hm2·a，樹根生產(chǎn)力為0.19t/hm2·a。

通過分析得出，前者的林分生產(chǎn)力高于后者，因而適當?shù)牧址殖踔裁芏扔欣诹帜镜纳L以及生物量的積累，從而提高林分的生產(chǎn)力。

3　結(jié)論

通過分析塞罕壩機械林場陰河分場前曼甸營林區(qū)華北落葉松人工林初植密度對華北落葉松人工林生產(chǎn)力影響，初植密度為3330株/hm2的林分總生物量以及各組分生物量相比初植密度為4995株/hm2的大，初植密度為3330株/hm2的林分總生物量變動于7.10～14.35t/hm2之間，其中地上生物量為5.89～12.11t/hm2，地下生物量為1.21～2.24t/hm2；初植密度為4995株/hm2的林分總生物量變動于5.66～12.37t/hm2，其中地上生物量為4.77～10.44t/hm2，地下生物量為0.89～1.93t/hm2之間；林分總生物量和各組分生物量隨年齡的增加而增大。由于林分為幼齡林，林分生物量及生產(chǎn)力較低。

［1］刁淑清，沈海龍，潘建中，等.樟子松人工幼林密度與個體生長指標的關(guān)系［J］.東北林業(yè)大學學報，2005，33 （6）：4-7，13.

［2］黃文彬，鄭小賢.黑龍江青山林場落葉松人工復層林生長過程研究［J］.現(xiàn)代林業(yè)研究，2007，1（2）：49-52.

［3］杜紀山.林分斷面積生長模型研究評述［J］.林業(yè)科學研究，1997，10（6）：599-600.

［4］劉志剛，馬欽彥.華北落葉松人工林生物量估測方法的探討［J］.北京林業(yè)大學學報，1992，14（S1）：105-113.

［5］馬欽彥，陳遐林，王娟，等.華北主要森林類型建群種含碳率的分析［J］.北京林業(yè)大學學報，2002，24（5）：96-100.

［6］葉鏡中，姜志林.蘇南丘陵杉木人工林的生物量結(jié)構(gòu)［J］.生態(tài)學報，1983，3（1）：4-13.

S791.22

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1002-3356（2015）01-0027-03

2014-10-10